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一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法
| 专利名称： | 一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法 |
| 摘要： | 本发明涉及一种用于评价土石二元介质中基质流、优先流程度的方法，属于土壤水动力学领域。采用亮蓝和碘化钾来表征水分入渗的实际流动模式。研究表明，水分运移主要通过基质流、优先流、基质优先混合流及水分扩散作用共同完成的，而在土石二元介质条件下，水分扩散作用影响较小可以忽略。因此，本发明用Blue‑FCF染色剖面来表征优先流水分运移模式，用碘化钾染色剖面来表征基质优先流混合运移模式，除去Blue‑FCF染色部分的碘化钾染色区域便认为是基质流主导区。基于上述原理，借助图像处理技术，本发明提出了基质/优先流贡献比(分别以CR基质流、CR优先流来表示)、基质/优先流入渗路径相对数量比的计算方法，以此对土石二元介质基质/优先流程度进行评价。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 北京;11 |
| 申请人： | 中国水利水电科学研究院 |
| 发明人： | 赵思远;贾仰文;龚家国;牛存稳;苏辉东;韩金旭 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请号： | CN201811168791.3 |
| 公开号： | CN109521014A |
| 代理机构： | 北京润泽恒知识产权代理有限公司 11319 |
| 代理人： | 莎日娜 |
| 分类号： | G01N21/84(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21 |
| 申请人地址： | 100038 北京市海淀区玉渊潭南路1号A座971 |
| 主权项： | 1.一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：双染色剂染色示踪试验；在土石山区选择相对平坦的区域进行染色试验，用隔离板隔离染色区并清理地表植被与其他杂物；将混合染色示踪剂施入用隔离板隔离出的染色区域进行入渗，待地表没有积液后，用塑料布遮盖染色区域以减少蒸发；所述混合染色示踪剂由亮蓝与碘化钾混合后得到；入渗结束后，在染色区域内挖取垂直剖面，挖至剖面无染色区域出现为止；在剖面上放置校正尺与蜘蛛立方白平衡校准器以方便后期图像处理的几何畸变校正和标准化处理；先用数码相机对亮蓝染色剖面进行拍照记录；然后，将碘化钾显色液均匀喷洒在垂直剖面上，混合染色示踪剂中的碘化钾流经的剖面区域完全显色后，用数码相机对碘化钾示踪剂的分布剖面进行拍照记录；步骤二：染色图像处理得到二值化染色图像；每一个垂直剖面会得到2类染色示踪剂分布图，分别记录了亮蓝与碘化钾在垂直剖面的分布情况；亮蓝与碘化钾的染色示踪剂分布图的图像处理与数据提取过程相同；利用数码相机对剖面进行拍照记录时图片会发生几何变形，因此首先要对染色示踪剂分布图片进行几何尺寸校正，并设定符合要求的图像像素与分辨率；然后利用绘图软件进行白平衡校正、色彩校正与降噪处理；最后通过色彩识别将图像中的染色区域设置为白色，并将白色像素元存储为1，未染色区域设置为黑色，并将黑色像素元存储为0，得到二值化染色图像；步骤三：像素元数据的提取；读取步骤二得到的二值化染色图像并将其转化为与图像像素尺寸同等大小的矩阵；此时每个矩阵元素值为1或0，矩阵元素值代表矩阵对应图像中像素元的颜色；提取亮蓝染色剖面与碘化钾染色剖面的染色像元数量与入渗路径数量；首先，对每个像素行的染色像元数量进行统计，即统计矩阵中各行数值为1的元素数量，记做NSPn,亮蓝,h或NSPn,碘化钾,h，其中n代表剖面编号，h为像素行所在深度；然后，对每个像素行的入渗路径数量进行统计，入渗路径数量是指二值化染色图像内，所统计的每行像元中独立染色路径的数量；入渗路径数量的统计过程为：在矩阵中任意一行元素自左至右进行统计，当元素数值出现第一个1时便开始记录至出现第一个0，此时暂停并记录当前入渗路径数量为1；继续向右进行统计，当元素数值出现1时开始记录至出现0，暂停并记录此时入渗路径数量为2；依次类推，直至该行结束，则统计出该行的入渗路径数量并记做NIPn,亮蓝,h或NIPn,碘化钾,h，其中n代表剖面编号，h为像素行所在深度，亮蓝与碘化钾则指代该剖面示踪剂类型；步骤四：计算评价土石二元介质基质流、优先流程度；基于步骤三中所得到的染色像元数量与入渗路径数量，提出基质流、优先流的贡献比和入渗路径相对数量比两个参数以对土石二元介质各深度的基质流、优先流的程度进行评价；步骤4.1：利用各染色示踪剂的染色像元数量直接表征基质流、优先流对实际水流的贡献情况，首先求得各像素行的染色像元数平均值，计算公式为： |
| 所属类别： | 发明专利 |
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